acecook

Đột phá gel điện giải fluor hóa: Pin xe điện bền bỉ suốt 9.000 giờ

Công nghiệp năng lượng
01/11/2025 04:07
Các nhà khoa học tại Đại học Nankai (Trung Quốc) vừa công bố một bước đột phá trong công nghệ pin lithium kim loại, mở ra triển vọng cho các xe điện thế hệ mới với tuổi thọ bền bỉ, độ an toàn cao và hiệu suất vượt trội. Nhờ gel điện giải eutectic fluor hóa (DEGE), nhóm nghiên cứu đã khắc phục đồng thời ba điểm yếu cố hữu của pin lithium: giao diện không ổn định, hình thành gai lithium và rủi ro nhiệt.
aa
Tái chế niken từ pin lithium đã qua sử dụng hướng tới nền kinh tế tuần hoàn cho xe điện Pin lithium không khí rắn đạt năng lượng gấp 4 lần, phá vỡ rào cản hiệu suất ở nhiệt độ phòng Trung Quốc phát triển pin lithium mạnh gấp đôi công nghệ tiên tiến của Tesla
1.	Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images
Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images

Gel DEGE: Giải pháp vượt trội cho pin lithium ổn định lâu dài

Pin lithium kim loại (LMB) vốn được đánh giá cao nhờ mật độ năng lượng cao gấp đôi pin lithium-ion, nhưng ứng dụng thực tế vẫn bị cản trở bởi các điện giải lỏng truyền thống, dễ rò rỉ, cháy nổ và hình thành gai lithium, nguyên nhân dẫn tới đoản mạch nguy hiểm. Nhiều nỗ lực phát triển điện giải gel trước đây đã giúp cải thiện độ an toàn, song lớp giao diện SEI (Solid Electrolyte Interphase) vẫn kém ổn định, khiến pin nhanh xuống cấp.

Nhóm nghiên cứu tại Nankai khắc phục vấn đề này bằng thiết kế phân tử chính xác, tạo nên chuỗi amid fluor hóa có tính tương thích cao với điện cực kim loại. Trong đó, hợp chất 2,2,2-trifluoro-N-methylacetamide (C=Oα3F) được xác định là thành phần tối ưu. Nhờ năng lượng LUMO thấp và rào cản giải phóng ion lithium nhỏ, quá trình dẫn ion diễn ra nhanh chóng và ổn định hơn.

Khẳng định độ bền và an toàn

Kết quả thử nghiệm điện hóa cho thấy, pin đối xứng Li||Li vẫn duy trì hoạt động ổn định sau hơn 9.000 giờ, trong khi pin Li||LiFePO₄ vẫn giữ được 81,7% dung lượng sau 2.500 chu kỳ. Đáng chú ý, kể cả ở điều kiện nhiệt độ cao (80°C), điện giải dạng gel vẫn duy trì hiệu suất ổn định trong suốt 300 chu kỳ, cho thấy khả năng vận hành bền vững ngay trong môi trường khắc nghiệt.

Cơ chế kép của DEGE giúp hình thành lớp SEI đặc, giàu LiF và Li₃N, tạo màng bảo vệ cơ học bền chắc. Ảnh chụp từ kính hiển vi lực nguyên tử cho thấy lớp SEI có mô đun đàn hồi 6,9 GPa, đủ mạnh để ngăn chặn sự phát triển của gai lithium - yếu tố then chốt kéo dài tuổi thọ và tăng độ an toàn cho pin.

“Thiết kế phân tử chính xác cho phép chúng tôi đồng thời giải quyết nhiều thách thức trong phát triển pin lithium kim loại. Nhờ các nhóm fluor, pin đạt độ ổn định giao diện tốt hơn, chu kỳ sử dụng dài hơn và an toàn nhiệt cao hơn” - Giáo sư Tianfei Liu cho biết.

Định dạng gel của điện giải không chỉ ngăn rò rỉ và hạn chế giãn nở nhiệt mà còn vượt qua các thử nghiệm an toàn khắt khe như đâm kim và nhiệt chạy ngoài kiểm soát (thermal runaway), trong khi pin lỏng thường hư hại nghiêm trọng.

Ổn định, an toàn và sẵn sàng thương mại hóa

Giáo sư Kai Zhang nhấn mạnh, chiến lược này kết hợp giữa hóa học cơ bản và yêu cầu ứng dụng thực tế, mở ra hướng phát triển cho thế hệ điện giải hiệu suất cao tiếp theo.

Công nghệ DEGE có thể sớm được triển khai trong xe điện thương mại và hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, sau khi đã chứng minh khả năng giải quyết các thách thức lớn nhất: độ bền chu kỳ, an toàn nhiệt và sự hình thành gai lithium.

Trước đó, các nhà khoa học Trung Quốc cũng từng phát triển phụ gia điện giải thioether giúp pin lithium kim loại đạt 3.000 chu kỳ sạc-xả nhờ khả năng tái cấu trúc bề mặt điện cực, kéo dài tuổi thọ và tăng độ ổn định pin.

Theo giới chuyên môn, đột phá này đánh dấu bước nhảy lớn hướng tới thương mại hóa pin lithium kim loại. Loại gel điện giải fluor hóa mới giúp tăng mật độ năng lượng, kéo dài tuổi thọ, đồng thời cải thiện độ bền và an toàn. Nhờ đó, công nghệ này hứa hẹn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong xe điện và lưu trữ năng lượng, góp phần thúc đẩy chuyển đổi sang năng lượng sạch và giao thông bền vững trên toàn cầu.

Phương Như (Theo InterestingEngineering)

vaa
Tin bài khác
AFEELA 1 - khi Sony và Honda biến khoang xe thành không gian giải trí số

AFEELA 1 - khi Sony và Honda biến khoang xe thành không gian giải trí số

Mẫu xe điện đầu tiên của liên doanh Sony - Honda Mobility đánh dấu bước ngoặt mới khi tích hợp PlayStation Remote Play và hệ thống âm thanh 28 loa ngay từ khâu thiết kế. AFEELA 1 cho thấy tham vọng đưa trải nghiệm giải trí trở thành trung tâm của tương lai ô tô điện.
Cánh đồng hoa hướng dương Nghệ An rực rỡ đón Tết, hút khách check-in

Cánh đồng hoa hướng dương Nghệ An rực rỡ đón Tết, hút khách check-in

Được trồng từ hơn 10 năm trước với mục đích làm thức ăn cho bò sữa, cánh đồng hoa hướng dương ở xã Nghĩa Lâm (Nghệ An) nay trở thành điểm tham quan thu hút du khách mỗi dịp cuối năm. Sắc vàng rực rỡ của hoa nở gối vụ tạo nên khung cảnh ấn tượng, kéo dài đến Tết Dương lịch và Tết Nguyên Đán.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/1/2026: Tuổi Sửu khá nhiều tin vui,  tuổi Thân lo âu nhiều chuyện

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/1/2026: Tuổi Sửu khá nhiều tin vui, tuổi Thân lo âu nhiều chuyện

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 3/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Phẩm chất lãnh đạo

Phẩm chất lãnh đạo

Thế kỷ 21 nổi bật như một kỷ nguyên của những thay đổi chưa từng có, được đặc trưng bởi sự tiến bộ công nghệ nhanh chóng, toàn cầu hóa và những chuyển biến xã hội. Sự trỗi dậy của lực lượng lao động đa thế hệ, sự thay đổi về giá trị và sự tập trung ngày càng tăng vào trách nhiệm xã hội và môi trường đã làm thay đổi kỳ vọng đặt lên vai các nhà lãnh đạo.
Lộ diện “ngôi vương” lương tự động hóa năm 2025: Dầu khí bỏ xa các ngành còn lại

Lộ diện “ngôi vương” lương tự động hóa năm 2025: Dầu khí bỏ xa các ngành còn lại

Ngành tự động hóa đang chứng kiến những chuyển động đáng chú ý về thu nhập trong năm 2025, trong đó lĩnh vực dầu khí tiếp tục khẳng định vị thế là phân khúc mang lại mức lương cao nhất. Đây là kết quả nổi bật từ Khảo sát Lương Chuyên gia Tự động hóa năm 2025 - ấn phẩm thường niên do Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế ISA thực hiện.
Màn hình HMI dòng Pro-face™ cho tự động hóa công nghiệp

Màn hình HMI dòng Pro-face™ cho tự động hóa công nghiệp

Màn hình HMI Pro-face của Schneider Electric mang lại hiệu năng, độ bền và khả năng kết nối đáp ứng nhu cầu vận hành.
Bộ KH&CN đặt mục tiêu 89.000 doanh nghiệp công nghệ số vào năm 2026

Bộ KH&CN đặt mục tiêu 89.000 doanh nghiệp công nghệ số vào năm 2026

Chiều 31/12, tại Hà Nội, Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) tổ chức họp báo cung cấp thông tin tới các cơ quan báo chí về kết quả hoạt động năm 2025 của ngành KH&CN và một số nhiệm vụ trọng tâm năm 2026.
Bà Lâm Thị Phương Thanh làm Thứ trưởng Thường trực Bộ VHTT&DL

Bà Lâm Thị Phương Thanh làm Thứ trưởng Thường trực Bộ VHTT&DL

Thủ tướng Chính phủ có các Quyết định về việc tiếp nhận, bổ nhiệm Thứ trưởng Thường trực Bộ VHTT&DL; phê chuẩn kết quả bầu chức vụ Phó Chủ tịch UBND tỉnh Điện Biên.
Học viện Chính trị quốc gia Hồ Chí Minh có tân Phó giám đốc

Học viện Chính trị quốc gia Hồ Chí Minh có tân Phó giám đốc

Thứ trưởng Thường trực Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch Lê Hải Bình giữ chức Phó Giám đốc Học viện Chính trị quốc gia Hồ Chí Minh, theo quyết định của Bộ Chính trị.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/1/2026: Tuổi Ngọ vận trình giảm sút, tuổi Hợi thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/1/2026: Tuổi Ngọ vận trình giảm sút, tuổi Hợi thuận lợi

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 1/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri